بیماری های قلب و عروقچاپ سه بعدیمهندسی بافت

چاپ سه بعدی دریچه‌ های قلب سیلیکونی

قلب انسان دارای چهار حجره و هر حجره مجهز به یک دریچه‌ جریان یک طرفه است. اگر هر کدام از این دریچه‌ها دچار نشتی، باریک شدگی یا انبساط (یا حتی پارگی) شود، خون به داخل بطن یا دهلیز برمی‌گردد. این امر در بدترین حالت، منجر به آریتمی یا حتی نارسایی قلبی می‌شود. دریچه‌های قلب مصنوعی می‌تواند برای رفع این مشکل جایگذاری شود.


مدل چاپ سه بعدی دارای مزایای متعددی نسبت به دریچه‌های قلبی رایج می‌باشد. به دلیل اینکه محققان در ابتدا شکل و اندازه‌ی دریچه‌ی قلب را با استفاده از تومورگرافی یا تصویربرداریِ رزونانسِ مغناطیسی تعیین می‌کنند، دریچه‌ی قلب سیلیکونی دقیق‌تری برای بیمار طراحی می‌شود. همین باعث انظباق کامل دریچه‌ی قلب چاپ شده با حجره‌های قلب بیمار است.

محققان از تصاویر برای ایجاد یک مدل دیجیتال و یک شبیه‌ساز کامپیوتری برای اندازه‌گیری نیروهای عمل‌کننده روی ایمپلنت و تغییر شکل بالقوه‌ی آن استفاده می‌کنند. همچنین مواد مورد استفاده نیز با بدن انسان سازگار بوده و جریان خون عبوری از دریچه‌ی قلب مصنوعی به خوبیِ جریان خون دریچه‌ها‌ی جایگزینِ رایج است.

جراحان قلب به طور معمول از ایمپلنت‌های حاوی پلیمرهای سخت یا بافت حیوانی (از گاو یا خوک) همراه با قاب‌های فلزی استفاده می‌کنند. برای جلوگیری از پس‌زدن این ایمپلنت‌ها، بیماران باید از داروهای سرکوب‌کننده‌ی سیستم ایمنی یا ضد انعقاد خون به صورت مادام العمر استفاده کنند که عوارض جانبی نامطلوب فوق‌العاده‌ای دارند.

علاوه بر این، دریچه‌های جایگزین معمولی بسیار سفت هستند و ایجاد اتصالِ آب‌بند بین دریچه‌های جدید و بافت قلبی را مشکل می‌کنند. دریچه‌های جایگزین فعلی دایره‌ای بوده اما به طور کامل با شکل آئورت که برای هر بیمار متفاوت است، مطابقت ندارد. مهم‌تر از همه‌‌، تولید دریچه‌های قلب مصنوعی گران و زمان‌بر (چندین روز کاری) است. در حالی که تولید دریچه‌های جدید با چاپ سه بعدی فقط حدود یک ساعت و نیم طول می‌کشد.

بخوانید  رشد رگ‌های خونی در ریز تراشه‌های نوین

در ابتدا دانشمندان نگاتیو اثر از دریچه‌ی قلب ایجاد می‌کنند. جوهر سیلیکونی روی این اثر به شکل تاجی دارای سه نوک اسپری شده که زبانه‌های نازک دریچه را تشکیل می‌دهد. سپس، یک چاپگر خارجی، خمیر سیلیکون سفت را در محل‌های مشخص قرار داده تا الگوهای خاصی از نخ‌های نازک را روی سطح خود چاپ کند. این نخ‌ها با فیبرهای کلاژنِ دریچه‌های طبیعی قلب رابطه برقرار می‌کنند.

نخ‌های سیلیکونی زبانه‌های دریچه‌ را تقویت کرده و عمر دریچه‌ی‌ جایگزین را افزایش می‌دهد. ریشه عروق خونی متصل به دریچه‌ی قلب با همان روال چاپ و در انتها با یک Stent توری شکل پوشیده می‌شود که برای اتصال دریچه‌های جایگزین به سیستم قلب و عروق بیمار ضروری است.

با این حال، هنوز حداقل 10 سال تا استفاده بالینی از دریچه‌های جدید قلب زمان نیاز است؛ چرا که ابتدا باید از آزمایشات بالینی کامل عبور کنند. لازم است اطمینان حاصل گردد این تکنولوژی قابلیت استفاده در انسان را داشته باشد.

توسط
PHYS.ORG
منبع
Matter
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

+ بیـست سـه = بیـست چهـار

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن